एंटीऑक्सीडेंट और फाइटोकेमिकल जैव रसायन

एंटीऑक्सीडेंट और फाइटोकेमिकल जैव रसायन उन अणुओं का अध्ययन करता है जो कोशिकाओं को ऑक्सीडेटिव क्षति से बचाते हैं और पौधों से प्राप्त विविध यौगिकों (फाइटोकेमिकल्स) का अध्ययन करता है जो आहार एंटीऑक्सीडेंट और सिग्नलिंग एजेंट के रूप में कार्य करते हैं। यह रेडॉक्स रसायन विज्ञान, एंजाइमोलॉजी और पोषण विज्ञान को जोड़ता है, यह पूछता है कि प्रतिक्रियाशील ऑक्सीजन प्रजातियां कैसे उत्पन्न और निष्क्रिय होती हैं और पॉलीफेनोल और कैरोटीनॉयड जैसे यौगिक मानव शरीर में कैसे प्रवेश करते हैं, परिवर्तित होते हैं और कार्य करते हैं।

Definition

एंटीऑक्सीडेंट और फाइटोकेमिकल जैव रसायन पोषण जैव रसायन की वह शाखा है जो एंटीऑक्सीडेंट — अंतर्जात और आहार संबंधी पदार्थ जो बायोमोलेक्यूल्स के ऑक्सीकरण को रोकते या धीमा करते हैं — और फाइटोकेमिकल्स, पौधों के खाद्य पदार्थों के बायोएक्टिव गैर-पोषक यौगिकों की संरचनाओं, प्रतिक्रियाओं और चयापचय भाग्य से संबंधित है।

Scope

यह क्षेत्र पाठक को अंतर्जात एंटीऑक्सीडेंट रक्षा प्रणालियों और प्रतिक्रियाशील ऑक्सीजन प्रजातियों के रसायन विज्ञान, आहार फाइटोकेमिकल्स के प्रमुख वर्गों (पॉलीफेनोल और फ्लेवोनोइड; कैरोटीनॉयड और ज़ैंथोफिल), और अवशोषण, चयापचय और जैवउपलब्धता के बारे में बताता है जो यह निर्धारित करते हैं कि ये यौगिक ऊतकों तक पहुंचते हैं या नहीं। यह इस क्षेत्र को एक जैव रासायनिक और पोषण संबंधी संदर्भ विषय के रूप में मानता है, न कि नैदानिक मार्गदर्शन के रूप में, और विस्तृत उपचार के लिए इसके घटक विषयों की ओर इशारा करता है।

Sub-topics

• एंटीऑक्सीडेंट रक्षा प्रणालियाँ और प्रतिक्रियाशील ऑक्सीजन प्रजातियाँ
• कैरोटीनॉयड और ज़ैंथोफिल
• फाइटोकेमिकल जैवउपलब्धता और चयापचय
• पॉलीफेनोल और फ्लेवोनोइड

Core questions

• कोशिकाओं में प्रतिक्रियाशील ऑक्सीजन प्रजातियां कैसे उत्पन्न होती हैं, और कौन सी एंजाइमी और छोटे-अणु प्रणालियां उनका मुकाबला करती हैं?
• कौन सी रासायनिक विशेषताएं आहार फाइटोकेमिकल्स को एंटीऑक्सीडेंट या रेडॉक्स-सक्रिय सिग्नलिंग अणुओं के रूप में कार्य करने के लिए बनाती हैं?
• अवशोषण, संयुग्मन और माइक्रोबियल चयापचय पॉलीफेनोल और कैरोटीनॉयड की जैवउपलब्धता और जैविक प्रभावों को कैसे आकार देते हैं?
• फाइटोकेमिकल सेवन और ऑक्सीडेटिव तनाव मार्करों के बीच संबंध के बारे में साक्ष्य क्या कहते हैं?

Key concepts

• प्रतिक्रियाशील ऑक्सीजन प्रजातियां (ROS)
• अंतर्जात और आहार एंटीऑक्सीडेंट
• पॉलीफेनोल और फ्लेवोनोइड
• कैरोटीनॉयड और ज़ैंथोफिल
• फाइटोकेमिकल्स की जैवउपलब्धता और चयापचय
• रेडॉक्स सिग्नलिंग बनाम ऑक्सीडेटिव क्षति

Key theories

ऑक्सीडेटिव तनाव संतुलन

ऑक्सीडेटिव तनाव को प्रतिक्रियाशील ऑक्सीजन और नाइट्रोजन प्रजातियों के उत्पादन और एंटीऑक्सीडेंट सुरक्षा के बीच असंतुलन के रूप में देखा जाता है जो उन्हें हटाते हैं या उनकी क्षति की मरम्मत करते हैं; प्रो-ऑक्सीडेंट की कमी और अधिकता दोनों जैविक रूप से महत्वपूर्ण हैं।

रेडॉक्स सिग्नलिंग

प्रतिक्रियाशील ऑक्सीजन प्रजातियां न केवल हानिकारक उप-उत्पाद हैं बल्कि शारीरिक संदेशवाहक भी हैं, इसलिए एंटीऑक्सीडेंट केवल सफाई करने के बजाय सिग्नलिंग को नियंत्रित करते हैं, जिससे यह पुराना विचार जटिल हो जाता है कि अधिक एंटीऑक्सीडेंट सेवन समान रूप से फायदेमंद है।

Mechanisms

एरोबिक चयापचय लगातार प्रतिक्रियाशील ऑक्सीजन प्रजातियों को उत्पन्न करता है, मुख्य रूप से माइटोकॉन्ड्रियल इलेक्ट्रॉन परिवहन से, जो लिपिड, प्रोटीन और डीएनए को ऑक्सीकृत कर सकता है। कोशिकाएं एंजाइमी प्रणालियों (सुपरऑक्साइड डिसम्यूटेस, कैटालेज़, ग्लूटाथियोन पेरोक्सीडेस) और छोटे-अणु एंटीऑक्सीडेंट के साथ इसका मुकाबला करती हैं। आहार फाइटोकेमिकल्स एक बाहरी परत जोड़ते हैं: पॉलीफेनोल और फ्लेवोनोइड हाइड्रोजन परमाणु या इलेक्ट्रॉन दान कर सकते हैं और संक्रमण धातुओं को केलेशन कर सकते हैं, जबकि कैरोटीनॉयड सिंगलेट ऑक्सीजन को बुझाते हैं और पेरोक्सिल रेडिकल्स को हटाते हैं। क्या ये यौगिक ऊतकों में कार्य करते हैं यह उनके अवशोषण, संयुग्मन और माइक्रोबियल परिवर्तन पर निर्भर करता है, जो अक्सर मूल यौगिक से भिन्न परिसंचारी मेटाबोलाइट्स उत्पन्न करते हैं।

Clinical relevance

एंटीऑक्सीडेंट और फाइटोकेमिकल जैव रसायन यह बताता है कि फलों, सब्जियों और पौधों के खाद्य पदार्थों से भरपूर आहार का पुरानी बीमारियों के संबंध में कैसे अध्ययन किया जाता है, और यह बताता है कि अलग-थलग उच्च-खुराक एंटीऑक्सीडेंट के हस्तक्षेप परीक्षणों ने हमेशा पूरे भोजन के सेवन के साथ देखे गए संबंधों को क्यों नहीं दोहराया है। इसे यहां तंत्र और साक्ष्य की समझ का समर्थन करने के लिए प्रस्तुत किया गया है, और यह व्यक्तिगत आहार निर्धारण या उपचार निर्णयों का आधार नहीं है।

Epidemiology

अवलोकन संबंधी पोषण अनुसंधान ने बार-बार पॉलीफेनोल- और कैरोटीनॉयड-समृद्ध खाद्य पदार्थों के उच्च सेवन को कई पुरानी बीमारियों के कम जोखिम से जोड़ा है, जबकि अलग-थलग एंटीऑक्सीडेंट सप्लीमेंट्स के यादृच्छिक परीक्षणों ने मिश्रित या शून्य प्रभाव दिखाए हैं, एक विरोधाभास जो क्षेत्र की अधिकांश बहस को फ्रेम करता है।

Evidence & guidelines

साक्ष्य आधार में यांत्रिक जैव रसायन, बड़े अवलोकन संबंधी समूह और पूरक परीक्षण शामिल हैं; प्रमुख समीक्षाएं इस बात पर जोर देती हैं कि खाद्य-मैट्रिक्स और जैवउपलब्धता कारक, न कि इन विट्रो में मापी गई एंटीऑक्सीडेंट क्षमता, शारीरिक प्रासंगिकता को नियंत्रित करते हैं। इस संदर्भ प्रविष्टि में कोई नैदानिक मार्गदर्शन जारी नहीं किया गया है।

History

जैविक क्षति का मुक्त-कण सिद्धांत बीसवीं शताब्दी के मध्य में उभरा और हैलीवेल और गटरिज के काम के माध्यम से परिपक्व हुआ, जिन्होंने मुक्त-कण जैव रसायन को व्यवस्थित किया। 1990 के दशक से, पोषण विज्ञान ने आहार पॉलीफेनोल और कैरोटीनॉयड को तेजी से चित्रित किया, और उस दशक में बड़े पूरक परीक्षणों ने अलग-थलग एंटीऑक्सीडेंट के बारे में अपेक्षाओं को नया रूप दिया, जिससे ध्यान जैवउपलब्धता और पूरे भोजन के प्रभावों की ओर स्थानांतरित हो गया।

Debates

क्या एंटीऑक्सीडेंट सप्लीमेंट्स एंटीऑक्सीडेंट-समृद्ध खाद्य पदार्थों के लाभों को दोहराते हैं?

पौधों के खाद्य पदार्थों के सेवन और पुरानी बीमारी के कम जोखिम के बीच के संबंध को अलग-थलग उच्च-खुराक एंटीऑक्सीडेंट के परीक्षणों द्वारा लगातार दोहराया नहीं गया है, जिससे इस बात पर बहस छिड़ गई है कि क्या खाद्य मैट्रिक्स, जैवउपलब्धता, या गैर-एंटीऑक्सीडेंट तंत्र अंतर को समझाते हैं।

Key figures

• Barry Halliwell
• John Gutteridge
• Augustine Scalbert
• Claudine Manach
• Norman Krinsky

Seminal works

• valko-2006
• droge-2002
• manach-2004
• halliwell-gutteridge-2015

Frequently asked questions

एंटीऑक्सीडेंट और फाइटोकेमिकल में क्या अंतर है?

एक एंटीऑक्सीडेंट कोई भी पदार्थ है जो अन्य अणुओं के ऑक्सीकरण को रोकता या धीमा करता है; एक फाइटोकेमिकल पौधों द्वारा बनाया गया एक बायोएक्टिव यौगिक है। कई आहार फाइटोकेमिकल्स, जैसे फ्लेवोनोइड और कैरोटीनॉयड, एंटीऑक्सीडेंट के रूप में कार्य करते हैं, लेकिन सभी फाइटोकेमिकल्स एंटीऑक्सीडेंट नहीं होते हैं और सभी एंटीऑक्सीडेंट फाइटोकेमिकल्स नहीं होते हैं।

एंटीऑक्सीडेंट पर चर्चा करते समय जैवउपलब्धता का अध्ययन क्यों करें?

क्योंकि एक यौगिक का एंटीऑक्सीडेंट रसायन विज्ञान जो एक टेस्ट ट्यूब में मापा जाता है, जैविक रूप से तभी मायने रखता है जब यौगिक अवशोषित हो और ऊतकों तक पहुंचे; अवशोषण, संयुग्मन और माइक्रोबियल चयापचय अक्सर उन अणुओं को बदल देते हैं जो वास्तव में परिसंचारी होते हैं।